理由

InkCanvas.Background (画像) に設定する ImageBrush の Width, Height は画像のピクセル数ではなく

画像のピクセル数 * (96F / 画像の水平方向dpi or 垂直方向 dpi) で計算されるから。これは WPF 自体の仕様。

なので、dpi の値が

96f 超ならば背景画像の幅or高さは小さくなる
96f 未満ならば背景画像の幅or高さは大きくなる

確認した現象

解像度 640x480 だが dpi が異なる 2 枚の画像を用意する。

各々を InkCanvas へコードビハインドにて背景設定した場合

96dpi 画像の場合は InkCanvas 上で縮小されない
300dpi 画像の場合は InkCanvas 上で縮小される

96dpi	300dpi

再現手順

VisualStudio 2019
.NET 4.7.2

(VisualStudio 2012, .NET 4.0 でも再現する)

後出サンプルソースの通り、 InkCanvas.Background の背景画像は次の流れで設定する。

FileStream で読み込みしたものを、BitmapImage へ設定
ImageBrush に上記 BitmapImage を設定する
- Stretch.None で拡大縮小はさせない
InkCanvas.Background に上記 ImageBrush を設定する

xaml

<Window x:Class="DpiTest.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:DpiTest"
        mc:Ignorable="d"
        WindowStyle="None"
        Width="800"
        Height="600" >
    <Grid Background="LightGray">
        <InkCanvas
            Name="MainCanvas"
            Width="640"
            Height="480" />
    </Grid>
</Window>

xaml.cs

using System.Windows;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.IO;

namespace DpiTest
{
  public partial class MainWindow : Window
  {
    public MainWindow()
    {
      InitializeComponent();
      this.InitializeImage();
    }

    private void InitializeImage()
    {
      var bitmapImage = new BitmapImage();
      using (var fileStream = new FileStream(@"C:\path\to\image.jpg", FileMode.Open, FileAccess.Read))
      {
        bitmapImage.BeginInit();
        bitmapImage.CacheOption = BitmapCacheOption.OnLoad;
        bitmapImage.StreamSource = fileStream;
        bitmapImage.EndInit();
      }
      bitmapImage.Freeze();

      var imageBrush = new ImageBrush();
      imageBrush.Stretch = Stretch.None;
      imageBrush.ImageSource = bitmapImage;

      this.MainCanvas.Background = imageBrush;
    }
  }
}

理由を把握する為に確認・参考したもの

WPF リポジトリより

ImageSource の親 > BitmapSource.Width
- 原寸のピクセルデータではなく、 GetHeightInternal() を取得していることを確認できる
原寸 pixel を変換する処理その1
- dpi とピクセルデータを基に、変換処理を実行していることが分かる
原寸 pixel を変換する処理その2
- 変換処理の内容。解説するよりも内容を見てもらったほうが良い

使った画像